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3.如圖電路中,電源電壓為8V且保持不變,電流表規(guī)格為“0~0.6A”,電壓表規(guī)格為“0~15V”,滑動變阻器標有“20Ω1.5A”字樣,燈泡上標有“6V6W”字樣,燈泡電流隨電壓變化關系如圖所示,則(  )
A.當電流表示數為0.4A時,電壓表的示數為1V
B.燈泡正常發(fā)光時的電阻為6Ω
C.為了保證電路安全,滑動變阻器接入電路中的最小阻值為10Ω
D.開關閉合,滑動變阻器調到最大時,燈泡消耗的功率為0.4W

分析 由電路圖可知,燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;
(1)根據乙圖可知燈泡電流為0.4A時的電壓,根據串聯電路的電壓特點即可求出變阻器兩端的電壓,即電壓表示數;
(2)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,由燈泡電流隨電壓變化關系讀出正常發(fā)光時的電流;根據歐姆定律即可求出燈泡正常發(fā)光時的電阻;
(3)比較電流表的量程、燈泡正常發(fā)光時的電流、滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流,根據圖象讀出燈泡兩端的電壓,根據串聯電路的電壓特點得出滑動變阻器兩端的電壓,根據歐姆定律即可求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值;
(4)因燈泡的電阻要隨溫度的變化而變化,且變阻器調到最大時燈泡的阻值未知,故不能直接作出判斷;利用假設法進行判斷,假設燈泡的功率為0.4W,從圖象中找出此時燈泡兩端的電壓和通過的電流,結合串聯電路的特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入的阻值,再與滑動變阻器的最大阻值進行比較可作出判斷.

解答 解:
由電路圖可知,燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;
A、由乙圖可知,當通過燈泡的電流為0.4A時,燈泡的電壓為1V;
根據串聯電路的電壓特點可得,變阻器兩端的電壓UR=U-UL1=8V-1V=7V,即電壓表示數為7V,故A錯誤;
B、燈泡正常發(fā)光時的電壓為6V,由乙圖可知其正常發(fā)光時的電流為1A;
則燈泡正常發(fā)光時的電阻:RL=ULIL=6V1A=6Ω,故B正確;
C、由于電流表的量程為“0~0.6A”,燈泡正常發(fā)光時的電流為1A,滑動變阻器允許通過的最大電流為 1.5A,因串聯電路電流處處相等,所以,為了保證電路安全,電路中的最大電流應為0.6A;由乙圖可知,此時燈泡兩端的電壓為UL最大=2V,
由串聯電路的電壓特點可得,變阻器兩端的電壓為UR′=U-UL最大=8V-2V=6V,
由歐姆定律可得,滑動變阻器的最小阻值:R滑小=URI=6V0.6A=10Ω,故C正確;
D、由乙圖可知,當通過燈泡的電流為0.4A,燈泡的電壓為1V時,燈泡消耗的功率為0.4W;
此時變阻器兩端的電壓UR=U-UL1=8V-1V=7V,
則滑動變阻器接入電路的阻值:R=URI=7V0.4A=17.5Ω<20Ω,
這說明:滑動變阻器沒有調到最大時,燈泡消耗的功率才為0.4W,故D錯誤.
故選BC.

點評 本題考查了串聯電路的特點、歐姆定律和電功率公式的應用,關鍵是根據圖象讀出燈泡兩端電壓對應的電流以及電路中最大電流的確定.

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